Tiểu luận môn công nghệ chế biến dầu nặng CỐC DẦU MỎ

CỐC DẦU MỎ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM
KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN DẦU KHÍ
GVHD : ThS. DƯƠNG THÀNH TRUNG
HV : PHÙNG THỊ CẨM VÂN
: HOÀNG MẠNH HÙNG
: DƯƠNG KIM NGÂN
HCM , 04/2011
NỘI DUNG
TỔNG QUAN VỀ CỐC DẦU MỎ
1
CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT CỐC DẦU MỎ
2
3
TÍNH CHẤT VÀ ỨNG DỤNG CỦA MỘT SỐ LOẠI CỐC DẦU MỎ
2
CỐC DẦU MỎ

Coke dầu mỏ là sản phẩm dạng xốp, vô định hình của
carbon, có màu đen, được sản xuất như là một sản phẩm
phụ của quá trình nâng cầu dầu nặng thành các sản phẩm
nhẹ hơn và có giá trị cao hơn
3
CỐC DẦU MỎ

Cốc dầu mỏ được phân loại thành 2 nhóm chính:

Green Petroleum Coke: Sponge Coke, Shot Coke,
Needle Coke, Fluid Coke, Flexicoke


Calcined Coke

Các công nghệ cốc hóa:

Coke hóa chậm (Delayed Coking)

Coke hóa tầng sôi (Fluid Coking)

Coke hóa linh động (Flexicoking)
4
CỐC DẦU MỎ

Những yếu tố chính ảnh hưởng đến sản lượng cốc:

Lượng dầu thô nguyên liệu vào nhà máy lọc dầu;

Chất lượng của dầu thô nguyên liệu, dầu thô ngày
càng nặng hơn đòi hỏi công nghệ xử lý sâu hơn;

Xu hướng sản xuất các nhiên liệu vận tải (trong đó
điển hình là sản phẩm xăng).
5
CỐC DẦU MỎ

Sản lượng sản xuất cốc dầu mỏ trên thế giới dự kiến sẽ
tiếp tục tăng do một số nguyên nhân chính:

Nhu cầu xăng và các loại nhiên liệu vận tải khác tăng;

Chất lượng dầu thô nguyên liệu giảm (tỷ trọng cao,

hàm lượng lưu huỳnh cao);

Các yêu cầu nghiêm ngặt về môi trường, quy định đối
với các loại nhiên liệu phải sạch hơn.
6
CỐC DẦU MỎ

Tình hình sản xuất cốc dầu mỏ trên thế giới
7
CỐC DẦU MỎ

Tình hình sản xuất cốc dầu mỏ trên thế giới
8
CỐC DẦU MỎ

Tình hình sản xuất cốc dầu mỏ trên thế giới
9
CỐC DẦU MỎ

Tình hình sản xuất cốc dầu mỏ trên thế giới
10
CỐC DẦU MỎ

Tình hình tiêu thụ cốc dầu mỏ trên thế giới
11
CỐC DẦU MỎ
12
Khu vực/Quốc gia 2002 2003 2004 e2005
Bắc Mỹ 38.441 39.636 44.700 42.881
USA 30.863 30.688 34.984 33.827

Canada 5.908 7.202 7.443 6.565
Mexico 1.670 1.746 2.273 2.489
Châu Âu 17.349 18.388 19.697 19.681
Spain 4.052 4.363 4.760 4.621
Italy 3.642 4.151 4.418 4.340
France 2.123 2.223 2.466 2.531
UK 1.784 1.898 2.158 2.014
Germany 2.023 1.910 1.990 1.941
Portugal 652 605 715 824
Greece 704 646 754 775
Belgium 705 667 456 428
Ireland 397 396 332 332
Norway 388 368 357 395
Denmark 247 253 267 255
Finland - 160 170 219
Hungary 132 152 173 205
Poland - 138 101 198
Austria 146 124 158 171
Slovak Rep. 148 135 167 166
Iceland 138 138 145 141
Switzerland 52 45 98 116
Czech Rep. - 8 8 6
Sweden 16 8 4 3
Other OECD 6.839 6.390 6.867 7.269
Japan 5.059 4.620 5.070 5.362
Australia 1.478 1.481 1.479 1.612
S. Korea 170 170 188 199
N. Zealand 132 119 130 94
Total 62.629 64.414 71.264 69.869
NỘI DUNG

TỔNG QUAN VỀ CỐC DẦU MỎ
1
CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT CỐC DẦU MỎ
2
3
TÍNH CHẤT VÀ ỨNG DỤNG CỦA MỘT SỐ LOẠI CỐC DẦU MỎ
13
CÔNG NGHỆ CỐC HÓA
14
Nâng cấp cặn nặng
1. Chênh lệch giá dầu thô nặng và dầu thô nhẹ
2. Thị trường tiêu thụ FO giảm
3. Nhu cầu sản phẩm cất ngày càng tăng cao
4. Tối đa hóa lợi nhuận
Quá trình sử dụng xúc tác
Quá trình không sử dụng xúc tác
Cốc hóa (trễ, tầng sôi, linh động)
Visbreaking
Tách asphant bằng dung môi
Ô xy hóa một phần
RFCC
Hydrocracking
15
1. CỐC HÓA TRỄ
2. CỐC HÓA TẦNG SÔI
3. CỐC HÓA LINH ĐỘNG
SYDECSM
Delayed Coking
VISBREAKING
SDA

100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
COKE
HCGO
Naphtha
& LCGO
VB
Bottoms
HSFO
Blend
Fuel Gas
& LPG
VB Naphtha
Asphalt
DAO
Gas & C4
Based on Maya Crude
VB Gasoil
CÔNG NGHỆ CỐC HÓA TRỄ
CÔNG NGHỆ CỐC HÓA TRỄ
17


Nguyên liệu: cặn của quá trình chưng cất chân không bao
gồm nhiều loại cấu tử. Những cấu tử nặng nhất và khó
chuyển hóa nhất là asphanten, nhựa ( có khối lượng phân tử
lớn và nhiều hợp chất thơm đa vòng, hàm lượng kim loại
nặng trong phân đoạn này rất cao).

Quá trình cốc hóa bao gồm các phản ứng cracking nhiệt, các
phản ứng ngưng tụ và trùng hợp xảy ra nối tiếp hoặc đồng
thời.
CÔNG NGHỆ CỐC HÓA TRỄ
18

Hiệu suất sản phẩm phụ thuộc chủ yếu vào tính chất của
nguyên liệu và điều kiện vận hành. Theo Nelson, Gary và
Handwerk, hiệu suất của các phân đoạn sản phẩm phụ
thuộc tuyến tính vào hàm lượng CCR.

Hiệu suất khí (%kl) = 7,8 + 0,144 × CCR

Hiệu suất naphtha (%kl) = 11,29 + 0,343 × CCR

Hiệu suất cốc (%kl) = 1,6 × CCR

Hiệu suất gasoil (%kl) = 100 – hiệu suất cốc – hiệu suất
khí – hiệu suất naphtha
CÔNG NGHỆ CỐC HÓA TRỄ
19
Các thông số vận hành quan trọng của quá trình cốc hóa trễ
bao gồm:


Nhiệt độ

Áp suất

Tỷ số tuần hoàn: là tỷ lệ giữa sản phẩm đáy của tháp
tách và nguyên liệu được đưa vào lò gia nhiệt
CÔNG NGHỆ CỐC HÓA TRỄ
20
CÔNG NGHỆ CỐC HÓA TRỄ
21
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
Fired Heater

Coke Drums
Switch
Valve
Coke Drums
Switch
Valve
Vacuum Residue
Fired Heater
Product
Recovery
LPG
Light Coker Naphtha
Heavy Coker Naphtha
Heavy Coker Gas Oil
Light Coker Gas Oil
Fuel Gas
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o

o
o
o
o
CÔNG NGHỆ CỐC HÓA TRỄ
22
CÔNG NGHỆ CỐC HÓA TRỄ
23
Nguyên liệu Cặn dầu California Cặn dầu Trung Đông
Tỉ trọng 0,986 0,984
Hàm lượng lưu huỳnh,%kl 1,6 0,38
Hàm lượng CCR, %kl 9,6 11,3
Sản phẩm
Khí , %kl 12,0 6,5
Naphtha, %kl 15,7 16,0
Gasoil, %kl 50,7 56,5
Cốc, %kl 21,6 21,0
Điều kiện vận hành
Nhiệt độ ra khỏi heater,°C
496 487
Áp suất tạo cốc,kg/cm2 4,2 2,1
15
4
d
CÔNG NGHỆ CỐC HÓA TRỄ
24
ĐẶC ĐIỂM

Tách kim loại nặng ra khỏi dầu đạt gần 100%.


Hiệu suất phân đoạn cất khá rộng, dễ dàng được điều chỉnh trong nhà
máy lọc dầu nhằm đáp ứng nhu cầu tiêu thụ nhiên liệu ngày càng tăng.

Chi phí đầu tư công nghệ không cao, thu hồi vốn nhanh.

Quá trình đã được thương mại hóa trên 70 năm, với nhiều nhà cung
cấp bản quyền, thiết bị và tư vấn có uy tín.

Những thiết kế cho quá trình cốc hóa ngày nay có ưu điểm tiết kiệm
năng lượng hơn và giảm thiểu những tác động đến môi trường.

Đặc tính bán liên tục trong quá trình cốc hóa chậm khiến cho sự vận
hành dễ dàng hơn so với trình cốc hóa tầng sôi, thiết bị hoạt động ổn
định.

Chi phí bảo dưỡng và chi phí hoạt động phù hợp.
25
1. CỐC HÓA TRỄ
2. CỐC HÓA TẦNG SÔI
3. CỐC HÓA LINH ĐỘNG